La Vitesse de la lumière est elle vraiment constante?

[Schwarzschild17]

Bonjour,
J'ai appris avec la relativité restreinte que la vitesse de la lumière était une constante et qu'elle ne dépend pas du référentiel c'est ok, mais si la vitesse de la lumière ne change jamais comment ça se fait que la lumière interagit avec la matière comment ça se fait qu'elle puisse être emise ou absorber par un électron à un moment où un autre le photon doit s'arrêter de courir (absorption)ou bien commencer à courir(émission)

J'ai aussi appris dans l'électromagnétisme que la vitesse de la lumière ''C'' était inversement proportionnelle au constante diélectrique et dimagnetique Epsilon 0 mu 0 or si l'univers etais plus dense dans le passé on peut admettre que ses constante était plus élevés rendant la vitesse de la lumière plus faible dans le passé .
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[mach3]

Si on raisonne en terme de photons (donc cadre quantique), alors les phénomènes d'absorption et d'émission sont instantanés. Le photon ne ralenti pas quand il est absorbé et n'accélère pas quand il est émit. Mais il y a un "flou" sur le moment d'absorption ou d'émission de ce photon, et du coup sur sa position, son énergie et son impulsion, incertitude d'Heisenberg oblige.

Si on raisonne en terme d'onde électromagnétique, les processus d'absorption et d'émission sont étalés dans le temps, un dipole (celui qui absorbe ou émet) oscille pendant plusieurs periodes au fur et à mesure que l'onde est absorbée ou émise alors qu'elle se déplace à la vitesse c.

Concernant la 2e question, c est la vitesse de la lumière dans le vide, donc pour densité tendant vers 0. Dans un milieu, la vitesse de la lumière est c/n avec n l'indice de réfraction du milieu (qui dépend de la longueur d'onde). Et on parle ici de la vitesse des ondes électromagnétiques "résultantes", pas de la vitesse des photons ou de toute autre particule de masse nulle dont la vitesse est strictement c, peu importe le milieu. Par résultante j'entends la somme de l'onde incidente, qui traverse le milieu à c, peu importe l'indice n, avec les ondes secondaires émises avec retard par les dipoles du milieu excités par l'onde incidente et se propageant aussi à c : onde incidente et ondes secondaires interfèrent et donnent une onde se propageant à c/n

m@ch3

[Schwarzschild17]

@Mach3 merci de m'avoir répondu et éclairé rapidement sur la question.
Mais j'ai une question qui me démange,
Vous avez dit ''Si on raisonne en terme de photons (donc cadre quantique), alors les phénomènes d'absorption et d'émission sont instantanés. Le photon ne ralenti pas quand il est absorbé et n'accélère pas quand il est émit. Mais il y a un "flou" sur le moment d'absorption ou d'émission de ce photon, et du coup sur sa position, son énergie et son impulsion, incertitude d'Heisenberg oblige.
Comment ça se fait que le photon à une vitesse constante et qu'au meme temps il est soumis au principe d'incertitude de Heisenberg ,il y'a une contradiction non
Soit la lumière à une vitesse constante c est donc qu'il n'a pas d'incertitude sur l'impulsion ou la position où bien le principe d'incertitude est vrai et la lumière peut avoir d'autres vitesse mis à part la constante c

[pm42]

Soit la lumière à une vitesse constante c est donc qu'il n'a pas d'incertitude sur l'impulsion

Tu peux lire ça où mach3 a déjà répondu : https://forums.futura-sciences.com/p...rg-photon.html

[A voir en vidéo sur Futura]

[Schwarzschild17]

Merci @pm42 pour le lien ,donc si je comprends bien c'est plutôt Heisenberg qui à raison et vue que l'impulsion est lié à la longueur d'onde et est en même temps soumise à la loi d'indétermination on peut faire la conclusion incroyable que la lumière peut changer de couleur et passer du rouge au bleu et vis versa.

[pm42]

on peut faire la conclusion incroyable que la lumière peut changer de couleur et passer du rouge au bleu et vis versa.

J'ai du mal à voir comment tu arrives à cette conclusion. L'incertitude ne me semble pas suffisante pour passer du rouge au bleu.

[Schwarzschild17]

Et bien nous avons d'abord la relation de de Broglie λ = h/p (1)et aussi l'inégalité de Heisenberg Sigma p sigma x>=h/4pi(2)
Or si p =h/λ alors sigma p=sigma h/λ se qui signifie que (2) devient sigma 1/λ *sigma x>=1/4pi se qui signifie que pus en connait la position et la phase de la lumière moins on connaît sa couleur

[gts2]

On est d'accord et donc quelle précision de position pour confondre rouge et bleu ?

[mach3]

Dans cet ancien fil, on avait fini par parler du photon "blanc" :

https://forums.futura-sciences.com/p...eur-donde.html

m@ch3

[coussin]

Les meilleurs lasers femtosecond couvrent pratiquement tout le spectre visible (pas exactement... plutôt 600nm-1100nm)

[Schwarzschild17]

Merci m@ch3 pour le lien, c'est exactement ce que j'ai voulais dire si on connaît la position du photon avec une
bonne précision le photon sera blanc dû au flou de sa fréquence si au contraire en connait la couleur du photon avec précision disons rouge c'est à dire qu'on peut pas le localiser avec précision.

[coussin]

Un photon donné a une fréquence bien précise. Les relations d'incertitude concernent les statistiques de milliards de photons émis.
Un photon blanc n'a donc pas de sens...

[Schwarzschild17]

Alors la coussin je suis définitivement pas d'accord avec
Le photon n'est pas une particule ponctuel c'est une onde comme la vague d'un océan et comme la vague de de qui est distribué sur plusieurs points et à plusieurs vitesse et position le photon se trouve dans une superposition d'etat.

[pm42]

Le photon n'est pas une particule ponctuel c'est une onde comme la vague d'un océan

Tu es vraiment sur parce que c'est quand même un peu étonnant. La dualité onde-corpuscule, le photon comme particule médiatrice, leur utilisation 1 à 1 donc comme particule, c'est quand même des grands classiques.

[Schwarzschild17]

Tu es vraiment sur parce que c'est quand même un peu étonnant. La dualité onde-corpuscule, le photon comme particule médiatrice, leur utilisation 1 à 1 donc comme particule, c'est quand même des grands classiques.

Les photon ne sont pas des particules se sont des perturbations dans le champ électromagnétique comme les vagues sont des perturbations dans l'océan et les sons sont des perturbations de l'air si elles étaient des particules ponctuel comment tu peux expliquer les phénomènes d'effondrement de la fonction d'onde et d'intrication , leurs seule parenté avec la matière c'est le fait qu'il peuvent interagir avec la matière.

[pm42]

Les photon ne sont pas des particules se sont des perturbations dans le champ électromagnétique comme les vagues sont des perturbations dans l'océan et les sons sont des perturbations de l'air si elles étaient des particules ponctuel comment tu peux expliquer les phénomènes d'effondrement de la fonction d'onde et d'intrication , leurs seule parenté avec la matière c'est le fait qu'il peuvent interagir avec la matière.

Tu as déjà dit ça mais répéter un truc faux sans référence ne le rend pas vrai. Et franchement, tu devrais apprendre plutôt que d'expliquer des choses que tu ne maitrises pas vraiment.

Au passage, l'intrication et l'effondrement de la fonction d'onde marche pour les particules de matière comme les électrons, les atomes et même plus gros donc c'est peu dire que ton "argument" tombe à plat.

[coussin]

Je n'ai pas dit qu'un photon était une particule, si ?
Un photon est une onde d'amplitude minimale. C'est tout. Ça peut être une onde plane, une onde sphérique, un faisceau gaussien, etc. Dans tous les cas, ce photon ne peut pas être localisé dans l'espace. C'est donc, au contraire, tout sauf une particule (dans le sens "petite bille").
Je réitère néanmoins ce que j'ai dit : les relations d'incertitude de Heisenberg font référence aux variances de phénomènes statistiques. Non pas à un évènement unique.

[coussin]

D'ailleurs, la vitesse de 299792458 m/s est pour une onde plane dans le vide. Un faisceau gaussien a une vitesse différente par exemple, une conséquence de la courbure des plans d'onde. C'est tout petit comme effet mais observable dans une expérience d'optique quantique.

[Schwarzschild17]

Mes références c'est l'équation de Schrödinger qui est une équation linéaire donc qui admet les superposition d'etat f(a)+f(b)=f(a+b) en d'autre terme si on à la possibilité qu'un photon soit à Paris et on à la possibilité qu'il soit à Lyon alors on à aussi la possibilité qu'il soit à la fois à Paris et Lyon en même temps sauf qu'on general les quanta ne se trouve pas à un où 2 etats ,ils Se trouve en un continuum d'etats(intervalle ) avec un état où plusieurs etats plus probable que les autres.

[invite921f6ea3]

Tu as déjà dit ça mais répéter un truc faux sans référence ne le rend pas vrai.

Pour le lecteur, il aurait été bien de mettre une référence pour appuyer le discours.

Et franchement, tu devrais apprendre plutôt que d'expliquer des choses que tu ne maitrises pas vraiment.

Et pour ceux qui ne savent pas qui de vous deux "maîtrise", ça se passe comment?
Apporter la contradiction sans partager ce que l'on sait sur le sujet n'avance pas le lecteur lambda dont je suis.

[Schwarzschild17]

Je réitère néanmoins ce que j'ai dit : les relations d'incertitude de Heisenberg font référence aux variances de phénomènes statistiques. Non pas à un évènement unique.

Tu refais l'erreur d'Einstein un siècle après ,la relation d'incertitude de Heisenberg s'applique à chaque quanta car les quanta sont représentés mathématiquement par des matrices or l' écart type d'une matrice A (sigma A)^2=<A^2>-<A>^2 est généralement non nulle sauf pour le cas des matrices diagonale qui sont les vecteurs.

[Schwarzschild17]

Pour le lecteur, il aurait été bien de mettre une référence pour appuyer le discours.


Et pour ceux qui ne savent pas qui de vous deux "maîtrise", ça se passe comment?
Apporter la contradiction sans partager ce que l'on sait sur le sujet n'avance pas le lecteur lambda dont je suis.

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les lois de la physique sont en soit incomplète et elles seront remplacées par d'autre un jour ou l'autre ,tels est le message de la théorie quantique :l'imprécision fondamentale de la perception humaine du monde.

[Deedee81]

Salut,

Tu refais l'erreur d'Einstein un siècle après ,la relation d'incertitude de Heisenberg s'applique à chaque quanta car les quanta sont représentés mathématiquement par des matrices or l' écart type d'une matrice A (sigma A)^2=<A^2>-<A>^2 est généralement non nulle sauf pour le cas des matrices diagonale qui sont les vecteurs.

Attention, les quantas ne sont pas représenté par des matrices, ce sont les opérateurs/observables qui le sont (éventuellement, il y a d'autres représentations). Mais bon, c'est qu'un détail technique/de langage. Ca ne change pas le fond.

Curieusement vous avez raison tous les deux
- Le principe d'incertitude est statistique et on ne fait de statistique que sur des nombres élevés de particules. Et d'ailleurs le Delta du principe implique de préciser la distribution statistique (l'écart quadratique est en effet ce qui est généralement utilisé).
- Il découle de probabilités et de relations de commutation.... qui s'applique à des observables pour une seule particule (en particulier)

Vous n'être amha en désaccord que sur la manière de le dire

(excuse-moi de le dire mais tes messages sont d'ailleurs parfois vachement flou.... sans être faux, l'archétype étant le message 15, je ne peux même pas dire que je suis en désaccord avec pm42 dans la mesure ou ce message 15 peut être compris de trente-six manières. Essaie d'être plus rigoureux/précis/quantitatif, se faire comprendre est plus un art qu'une science, mais ça s'apprend aussi )

Ceci dit j'aime bien la métaphore de ton dernier message

[Archi3]

Un photon donné a une fréquence bien précise.

ben non, si un atome se désexcite en 10^-9 s, le photon émis ne peut pas avoir une "fréquence bien précise" , elle n'est justement pas définie à mieux que 10^9 Hz près. Rien n'interdit de fabriquer des superpositions d'états à 1 photon de fréquences différentes, ce qui forme un état à 1 photon, mais de fréquence mal définie. C'est même le cas chaque fois que la position du photons peut etre localisée avec une certaine précision.

[pm42]

sans être faux, l'archétype étant le message 15, je ne peux même pas dire que je suis en désaccord avec pm42 dans la mesure ou ce message 15 peut être compris de trente-six manières.

Oui, c'était le sens de ma remarque surtout quand on voit la suite sur l'intrication et l'effondrement de la fonction d'onde qu'on pourrait penser réservée au photon...

A titre indicatif, voici un petit article qui montre que c'est plus compliqué que ça : https://indico.cern.ch/event/774733/..._revisited.pdf

Et bien sur, si on commence à parler d'excitation de champ, la phrase sur le photon s'applique à beaucoup d'autres "particules". On peut aussi causer de la relativité de leur existence suivant le référentiel, etc.
Bref, il vaut mieux être précis.

[Deedee81]

Sympa ça, un article de Marlan Scully

Et bien sur, si on commence à parler d'excitation de champ, la phrase sur le photon s'applique à beaucoup d'autres "particules". On peut aussi causer de la relativité de leur existence suivant le référentiel, etc.

En effet, et comme Itzykson et Zuber le disaient dans leur bouquin de théorie des champs : toutes les particules à très haute énergie sont sans masse (donc ressemblent beaucoup à des photons) (à comprendre comme "la masse est négligeable", bien sûr)

[invite921f6ea3]

Curieusement vous avez raison tous les deux

Vous n'être amha en désaccord que sur la manière de le dire

Oui, c'était le sens de ma remarque surtout quand on voit la suite sur l'intrication et l'effondrement de la fonction d'onde qu'on pourrait penser réservée au photon...

Ha, c'est bien de le dire, car j'avais compris le sens de la remarque comme cela:

Tu as déjà dit ça mais répéter un truc faux sans référence ne le rend pas vrai.

Donc que c'était un truc faux...pas que c'était "pas précis" et donc pouvait être compris de différentes manières ect....en tout cas je lis pas ce genre de remarque sur le "flou" quand je lis :"c'est faux".

[Deedee81]

Donc que c'était un truc faux...pas que c'était "pas précis" et donc pouvait être compris de différentes manières ect....en tout cas je lis pas ce genre de remarque sur le "flou" quand je lis :"c'est faux".

Pffffff, j'essayais juste d'être diplomate

[Schwarzschild17]

Deedee81 merci pour le retour et désolé d'avoir violé la charte j'avoue que je n'ai pas été attentive aux règlements.

[Schwarzschild17]

Ce que j'ai voulu dire dire dans le message 15 et je sais que je me suis mal exprimé, c'est qu'une onde change de forme lorsqu'elle interagit alors qu'une particule ponctuel peut changer de direction suite à une interaction mais n'a aucune raison de changer de forme,par contre qu'on je citai le photon comme exemple ce n'était sûrement pas pour réduire l'effondrement de la fonction d'onde à lui seulement je parlais au contraire de tout les particules subatomique qui lorsqu'on dit particule on s'imagine à tort comme quelque chose de ponctuel.